拿一種常見的酵母、一臺3D打印機和一些聰明的科學來說，你有什么?為明天挑剔的太空旅行者準備的多功能且營養(yǎng)豐富的食物系統(tǒng)。
在一篇新的《自然通訊》論文中，麥格理大學和ARC合成生物學卓越中心的研究人員概述了一種可定制食品系統(tǒng)的愿景，該系統(tǒng)可為菜肴提供與地球同行一樣的味道、質地和營養(yǎng)。
太空食品系統(tǒng)中使用的主要成分是釀酒酵母(S.cerevisiae)，這是一種食品級微生物，在烘焙、釀造和釀酒中已有數(shù)千年的歷史。酵母細胞已經(jīng)營養(yǎng)豐富，含有大量蛋白質、碳水化合物、少量脂肪和人類從食物中需要的大多數(shù)必需氨基酸。通過一些工程，可以進一步增強釀酒酵母以增加營養(yǎng)、味道、顏色和質地。
“維持人類太空探索的最佳方法是在現(xiàn)場生產(chǎn)食物，”麥格理大學自然科學學院的主要作者BriardoLlorente博士說。
以前的工作估計，平衡人類飲食所需的所有維生素和常量營養(yǎng)素每天可以從一個3,000升的發(fā)酵罐中養(yǎng)活50-100人，這使釀酒酵母成為發(fā)展成微生物食品生產(chǎn)系統(tǒng)的有希望的候選者。
就像《星際迷航》中按需合成食物的復制食物系統(tǒng)一樣，該系統(tǒng)將利用合成生物學的力量賦予酵母生產(chǎn)地球制造食物的常見營養(yǎng)物質和感官屬性的能力，如味道、顏色、氣味、和紋理。這將使生產(chǎn)具有理想感官和營養(yǎng)特征的微生物食品成為可能。
科學家們認為，3D食品打印技術可用于利用這些改良的酵母細胞為宇航員制作定制餐點。
想象一下食物，就像壽司或千層面，每一層都呈現(xiàn)出不同的顏色、味道和質地?；蛘呤且环N緊湊的蛋白質棒，味道和氣味都像香蕉。
創(chuàng)新的食品系統(tǒng)也將有助于循環(huán)經(jīng)濟，工程食品幾乎不會給太空旅行者留下任何浪費，同時最大限度地提高地球以外的食品生產(chǎn)能力。
“本質上，我們提議的是開發(fā)技術和能力，將酵母從我們用來生產(chǎn)食物的基本微生物轉變?yōu)楦鼜姶蟮臇|西，實際上可以用作完整的食物來源，”Llorente博士說。“通過進一步的研究，我們可以利用合成生物學來整合多種感官和營養(yǎng)屬性，并開發(fā)可持續(xù)且更環(huán)保的創(chuàng)新食品生產(chǎn)系統(tǒng)。”
雖然空間是明顯的用例，但鑒于在困難環(huán)境中生產(chǎn)食物的局限性，Llorente博士和團隊認為，工程酵母在解決地球上的可持續(xù)性問題方面具有巨大潛力。
“隨著我們看到工程食品來源在主流中越來越受歡迎，越來越多地使用工程酵母來應對可持續(xù)性問題的市場越來越大。這些替代食品有朝一日可以解決我們與可持續(xù)解決糧食安全有關的一些最復雜的問題同時消除自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力，”Llorente博士說。
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